Хотя международный потенциал реакторов CANDU не столь очевиден, растущие цены на уран и всеобщее беспокойство по поводу судьбы ОЯТ могут вскоре заставить мир по-иному взглянуть на технологии из Канады.

Никто не понимает этого лучше, чем Мун Сён Ян из атомного института в Южной Корее. Ян и его коллеги в течение последних 15 лет разрабатывали стратегию использования реакторов CANDU для трансмутации отработавшего топлива из большинства реакторов всего мира.

Такой подход, пишет Ян в своём электронном письме в редакцию "Toronto Star", "позволит получить на практике очень много преимуществ", и Южная Корея всерьёз задумывается над этим вопросом.

Малоизвестно - по крайней мере, за пределами атомного сообщества - что тяжёловодные реакторы типа CANDU могут с незначительными техническими переделками быть приспособлены для выжигания ОЯТ из своих конкурентов, реакторов-легководников.

В корпорации AECL, создавшей технологию CANDU, подобный процесс называют DUPIC, аббревиатура от английских слов "Прямое использование ОЯТ водо-водяных реакторов под давлением в реакторах CANDU". В 1991 году канадское правительство и корейский институт атомных исследований KAERI инициировали исследовательскую программу, в рамках которой была показана техническая осуществимость DUPIC.

Если DUPIC удастся достичь необходимого уровня безопасности и экономической целесообразности, то долгосрочные последствия от этого трудно вообразить. В мире эксплуатируются сотни реакторов с лёгкой водой под давлением (PWR), дающие электричество или использующиеся на АПЛ и морских судах.

В одних только Соединённых Штатах, две трети из 104 энергетических реакторов основаны на технологиях PWR. За многие годы, американцы накопили 36 тысяч тонн ОЯТ, лежащего сейчас в десятках временных хранилищ и ожидающих пуска безопасного долгосрочного хранилища.

DUPIC позволит превратить эти отходы в пригодное для использования ядерное топливо. Это поможет, в частности, снизить зависимость от поставок урана, чья цена может вырасти до 100 долларов за фунт к концу следующего года - десятикратное увеличение за период с января 2001 года.

Не менее важно и то, что после выгрузки из CANDU "дважды отработавшее" топливо будет содержать меньше радиоактивных материалов, чем легководное ОЯТ, а значит, будет сокращено общее количество радиоактивных отходов, подлежащих долгосрочному захоронению.

"Топливный цикл на основе DUPIC может снизить потребности в захоронении отходов от работы реакторов PWR на 70% и уменьшить потребление урана на 30%", - считают во Всемирной ядерной ассоциации.

Именно по этим причинам Южная Корея проявляет большой интерес к DUPIC. У корейцев сегодня имеется 20 действующих реакторов - 16 PWR и 4 CANDU. На этапе строительства или предварительного рассмотрения находится ещё 8 блоков с PWR. В Сеуле говорят, что повторное использование ОЯТ PWR в тяжёловодных реакторах станет ключевым аспектом южнокорейской стратегии обращения с ядерными отходами.

"Накопление ОЯТ - это очень срочная проблема, требующая принятия немедленных решений", - пишут Ян и его коллеги в докладе, представленном на 15-ой тихоокеанской ядерной конференции, которая состоялась в Австралии в октябре 2006 года. Они называют разработку коммерческого варианта DUPIC как "очень важная веха в истории развития атомной энергетики".

Дэвид Торжерсон, старший вице-президент комиссии по атомной энергии Канады, говорит, что выбор способа использования урана для целей производства электроэнергии полностью определяется его ценой и предложением. В 90-ых годах стоимость урана была настолько низка, что экономически было целесообразно пропускать его через активные зоны ядерных реакторов всего один раз, а затем отправлять во влажные или сухие хранилища.

Но некоторые страны не имеют больших собственных запасов урана и вынуждены полагаться на импортные поставки, попадая при этом в зависимость от чужих и порой недружественных законов. С ростом цены на уран, экономика открытого ЯТЦ также становится всё менее и менее привлекательной, особенно с учётом затрат на обращение с ОЯТ.

"После начала ядерного ренессанса и строительства множества новых реакторов, легко предположить, что цена на уран продолжит возрастать. Разумеется, люди будут искать способы получать больше энергии от купленного урана. В любом случае, превращая отходы в нечто полезное, вы находились на правильном пути", - отмечает Торжерсон.

Он подчёркивает, что DUPIC, помимо всего прочего, хорошо защищён от распространения. В этом процессе не предполагается проводить химическое разделение тяжёлых металлов, в первую очередь, плутония, который мог бы попасть в руки враждебных стран или организаций. Для загрузки легководного ОЯТ в CANDU потребуется только механическая обработка по преобразованию твэлов для PWR в более короткие топливные стержни CANDU.

Упомянутая механическая обработка обойдётся намного дешевле, что химпереработка ОЯТ. Конечно, сохраняются вопросы, связанные с обеспечением безопасности, в том числе, при транспортировке.

"DUPIC намного проще в реализации, чем химпереработка. Поэтому вы можете рассчитывать, что и экономические показатели DUPIC окажутся лучше. Мы обращаем на это обстоятельство особое внимание", - утверждает Торжерсон. В Южной Корее была выполнена оценка экономики DUPIC, и в результате анализа атомщики пришли к выводу о том, что этот процесс способен конкурировать с другими видами топливных циклов.

Для таких государств, как Китай, у которых уже есть действующие тяжёловодные реакторы, DUPIC может оказаться весьма привлекательным. По расчётам AECL, ОЯТ из трёх легководных реакторов окажется достаточным для загрузки одного реактора CANDU.

Дон Бретт, инструктор по политологии и эксперт по канадской ядерной политике в колледже "Маунт Ройял" (Калгари), видит два потока прибыли для тех канадских операторов, которые выберут DUPIC. Один из потоков - это прибыль, получаемая от произведённого электричества. Вторым потоком станут платежи от владельцев PWR за избавление их от ОЯТ.

"Владельцы CANDU не будут покупать ОЯТ у владельцев PWR. Напротив, первым будут платить деньги за то, что они помогают решать экологические проблемы. Если вы способны уменьшать объём отходов, то вы достойны крупного вознаграждения", - уверен Бретт.

Экономические перспективы могут убедить Китай и другие страны с легководными реакторами начать строительство новых CANDU в рамках стратегии по обращению с ОЯТ. Но такой подход, однако, не свободен от рисков.

Прежде всего, потребуется строительство центра DUPIC-технологии для безопасного получения и хранения ОЯТ, его последующей механической обработки и отправки на энергоблоки с CANDU. В течение всего времени пребывания в центре, ОЯТ остаётся горячим и высокоактивным. Следовательно, для успешной работы центра потребуются специализированное оборудование и процедуры, а в реакторы CANDU придётся вносить модификации для безопасной эксплуатации с легководным ОЯТ.

Вышеизложенное побуждает крупнейшую южнокорейскую энергетическую компанию KEPCO относиться к DUPIC весьма скептически. Энергетики боятся, в частности, что персонал, которому придётся загружать ОЯТ в активные зоны CANDU, будет подвергаться риску переоблучения.

Ещё один повод для раздумий - транспортировка ОЯТ. Один из бывших руководителей AECL сказал как-то: "Перевозка ОЯТ - это политический кошмар на улице Вязов". Перемещать отработавшее топливо внутри страны крайне рискованно, и возможная необходимость перевозить его из государства в государство только усугубляет проблему.

Теоретически, Канада в состоянии заключить договор с США на выжигание ОЯТ американских реакторов в энергоблоках CANDU в провинциях Онтарио, Квебек и Нью-Брюнсвик. Такая сделка сведёт к нулю расходы свежего урана в Канаде, а также добавит немалые деньги в копилку канадских энергетиков и поможет решить проблему с ОЯТ в США.

"Но крупное соглашение будет связано с риском аварий при перевозке ОЯТ. Как минимум, вам потребуется спроектировать новые транспортные контейнеры, не разрушающиеся при авариях. Более того, подписание сделки станет для властей актом суицида. Я могу вообразить себе, какая волна протестов поднимется на канадо-американской границе", - рассуждает Бретт.

Если думать о DUPIC всерьёз, то наилучшим способом окажется строительство CANDU-дожигателей на той же площадке, где расположены легководные реакторы. Такой сценарий позволит свести операции по транспортировке до минимума.

Разговоры о DUPIC заставляют задуматься провинцию Онтарио - нужно ли ей ввязываться в эту игру и разрабатывать технологии дожигания на экспорт? Но отладка коммерческой версии DUPIC потребует строительства в царстве тяжёлой воды одного или нескольких реакторов типа PWR - а это ещё один непростой вопрос с тяжёлыми политическими последствиями.

"У Канады есть и деньги, и экологическая необходимость для того, чтобы перейти на стратегию двух реакторных технологий и рециклирования ОЯТ. Нужно только, чтобы канадцы стали относиться к ней как к новой возможности, а не угрозе", - комментирует на условиях анонимности источник, близкий к канадской атомной отрасли.

Французская группа AREVA и американские корпорации "Вестингауз" и "General Electric" располагают технологиями легководных реакторов и хотели бы построить хотя бы один такой блок в Онтарио. В прошлом году власти провинции провозгласили, что готовы принять к рассмотрению иностранные проекты реакторов для сооружения новых АЭС в Онтарио.

Арман Ляферрер, президент "AREVA Canada", считает, что Онтарио получит новый опыт, если согласится построить на своей территории реактор зарубежного производства. Запустив одновременно с этим программу DUPIC, провинция стала бы прародительницей современной технологии обращения с ОЯТ, пользующейся спросом на глобальном атомном рынке.

Некоторые эксперты полагают, что если бы группа AREVA приобрела частично или полностью AECL, то французы могли бы предлагать Китаю и другим странам "гибридный" парк АЭС, включающий в себя PWR, CANDU и DUPIC.

Однако Бретт категорически отвергает такую возможность: "Онтарио - это не слишком большой рынок, чтобы допустить сосуществование на нём двух реакторных технологий. Внесение изменений в действующую систему чревато огромными рисками, как в близком, так и отдалённом будущем".

"Более консервативный, хотя и необязательно лучший путь для провинции - сохранение приверженности технологиям CANDU. Я буду шокирован, если Онтарио решится купить легководные реакторы из-за рубежа", - отмечает эксперт.

Таким образом, все надежды DUPIC сегодня связаны только с Южной Кореей - единственным государством, обладающим и PWR, и CANDU, и решившим при этом, что DUPIC может стать перспективным, хотя и рискованным видом ядерного топливного цикла.

ИСТОЧНИК: Toronto Star, Тайлер Гамильтон

ДАТА: 15.02.2007

Темы: ОЯТ, АЭС, Канада, Южная Корея